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      本文介紹了安塞油田聯(lián)合站的系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)，并詳細介紹了控制過程，其中用到最廣泛的就是自動監(jiān)控技術(shù)。
 
 
      隨著工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展，計算機自動控制監(jiān)控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于離散過程、連續(xù)過程、批次過程等各種工業(yè)自動化領(lǐng)域及電力、化工、食品、水處理等各個行業(yè)。安塞油田以前原油集中處理站監(jiān)測一般為常規(guī)儀表，由于監(jiān)控點多，人工巡檢操作頻繁，操作管理能力差，不能適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需求。通過利用GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件對聯(lián)合站進行監(jiān)控，充分利用計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)，完成巡檢管理、參數(shù)顯示、聲光報警、歷史記錄、PID控制、報表管理，以適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)代化模式，從而提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平。

一、系統(tǒng)簡介

      安塞油田王十八計量接轉(zhuǎn)站包括原油處理系統(tǒng)、原油計量系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)。該站自動化控制系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是場站邊界攝像警戒、站內(nèi)攝像機自動監(jiān)測與報警系統(tǒng)；另一部分是站內(nèi)液量、含水、壓力、溫度等自動檢測、儲罐高低液位自動檢測及外輸泵和儲油罐區(qū)流程自動控制系統(tǒng)。

      各系統(tǒng)的參數(shù)必須嚴格控制，才能生產(chǎn)出合格原油，做到污水處理達標，保證整個系統(tǒng)平穩(wěn)安全運行。所有系統(tǒng)通過PLC實現(xiàn)各設(shè)備工作狀況及參數(shù)數(shù)據(jù)采集、檢測、控制的實時監(jiān)測，并具備報警、控制功能。中心控制室監(jiān)控系統(tǒng)由兩臺計算機構(gòu)成的局域網(wǎng)、42”大屏幕以及打印機等設(shè)備組成，完成面向過程的全部監(jiān)測、調(diào)節(jié)和順序控制運算功能。包括溫度、壓力、流量、液位、界位的檢測、監(jiān)視、PID調(diào)節(jié)、各種復(fù)雜調(diào)節(jié)和先進控制算法，各種閥門的開關(guān)、各種電機的起停等順序控制，各種設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視及連鎖保護等，實現(xiàn)實時工況、參數(shù)設(shè)置與調(diào)節(jié)、直觀顯示與打印功能，其中2臺計算機負責(zé)自動化系統(tǒng)的監(jiān)控、1臺計算機負責(zé)圖像監(jiān)控；2臺大屏幕分別負責(zé)設(shè)備工況顯示與圖像監(jiān)控顯示?？刂葡到y(tǒng)采用美國GE Fanuc公司90-30系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件；GE Fanuc HBR 30雙機熱備冗余系統(tǒng)控制器選用GE90 CPU360，通過Tcp/Ip與上位機進行冗余通訊，上位機軟件顯示現(xiàn)場工作情況，控制系統(tǒng)I/O采用VersaMax I/O，控制系統(tǒng)總線采用Genius總線，主備CPU通過Genius總線進行同步通訊、I/O數(shù)據(jù)掃描及CPU在線熱備切換；安全防爆采用安全柵加隔爆的方式，更安全可靠。此配置方案保證控制系統(tǒng)連續(xù)、安全、穩(wěn)定運行。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      現(xiàn)場溫度、壓力、液位等信號通過傳感器輸出信號到PLC中的模擬量輸入模塊A/O（ AI模擬輸入， DI數(shù)字輸入，PI脈沖輸入，），模擬量輸入模塊的功能是把物理模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存入到PLC中的CPU模塊，開關(guān)信號的輸入輸出由數(shù)字輸入輸出模塊（DI數(shù)字輸入，AO模擬輸出，DO數(shù)字輸出）完成。輸入信號在PLC中的CPU模塊和工控計算機中進行計算?？刂剖夜た赜嬎銠C與CPU數(shù)據(jù)通訊通過乙太網(wǎng)模塊（IC693CMM321）和總線控制器模塊（IC693BEM331）進行。在工控機中實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)鏈接，流程畫面顯示，生產(chǎn)和設(shè)備報表管理，報警管理等。

      站區(qū)監(jiān)控采用韓國先進的攝像監(jiān)控系統(tǒng)，整體采用13部云臺攝像頭、4部固定攝像頭完成整站的監(jiān)控并錄制圖像。

三、控制過程

      原油計量系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)等系統(tǒng)參數(shù)除了在中控室能動態(tài)顯示工藝參數(shù)外，對重要流程也實現(xiàn)了全自動控制。

    1、原油處理部分

      單井與其他接轉(zhuǎn)站來油的液量、含水自動檢測，外輸原油的產(chǎn)量、含水自動檢測，罐區(qū)凈化罐液位的連續(xù)檢測、高低液位報警與液位控制，沉降罐油水界位的檢測與自動控制。各站來油在溢流沉降罐中進行油水分離后進凈化罐至外輸，改變了傳統(tǒng)的使用閘閥手動切換流程繁瑣、勞動強度大的問題，用電動閥替代閘閥，操作人員可在主控室隨時根據(jù)來液量和大罐液位切換進油和外輸流程。原油投加破乳劑裝置使用變頻技術(shù)，根據(jù)來液量大小和加藥比例自動調(diào)節(jié)加藥泵的排量，同樣也可手動調(diào)節(jié)頻率，達到連續(xù)均勻投加藥品，保證凈化油含水穩(wěn)定的目的。原油外輸也使用變頻器和電動閥，可自動或手動切換流程和調(diào)節(jié)外輸泵排量，根據(jù)來油量均衡輸油。

    2、污水處理系統(tǒng)

      污水池、調(diào)節(jié)水罐液位的自動檢測、報警與控制，原油分離出來的污水進入污水處理系統(tǒng)之前必須加入不同的藥劑，在沒有使用自動控制之前，通過手動調(diào)節(jié)計量泵的排量來加藥，不能根據(jù)水量的多少自動調(diào)節(jié)加藥量，如果需要的加藥量大于泵排量，污水處理不合格；需要的藥量小于泵排量，造成藥劑浪費。系統(tǒng)加藥裝置使用變頻技術(shù)后，根據(jù)脫出污水量大小和加藥比例自動調(diào)節(jié)加藥泵的排量，同樣也可手動調(diào)節(jié)頻率，達到連續(xù)均勻投加藥品，提高污水合格率。

    3、天然氣濃度檢測

      外輸泵房、單井計量間、來油計量間、鍋爐房等天然氣濃度超限報警和排氣扇鏈動控制，兩級報警值設(shè)定，暫定為15%及20%，當(dāng)天然氣濃度超過設(shè)定值后，發(fā)出聲光報警，相應(yīng)的排風(fēng)扇自動開啟，操作人員也可通過人機界面點擊排風(fēng)扇按鈕進行排風(fēng)扇的開?？刂?。

    4、消防系統(tǒng)

      消防水罐采用靜壓液位變送器連續(xù)液位檢測，高液位（10.2m）、低液位（6.9m）報警，采用浮球液位開關(guān)，也可以通過液位位置開關(guān)實現(xiàn)，同時也可以由液位計的信號監(jiān)視。

    5、實現(xiàn)圖像動態(tài)監(jiān)控

      數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控報警業(yè)界的新型產(chǎn)品，采用的是韓國的POS-Watch STD ，全站共布有17部美國Sapling公司的攝像頭，其中室外13部云臺式攝像頭，室內(nèi)4部攝像頭。用戶可通過友好的人機界面（例如遙控器、GUI菜單、面板按鍵）使用本系統(tǒng)設(shè)備，對全站實現(xiàn)全天候畫面監(jiān)控，動態(tài)圖像報警，定時錄像, 手動錄像, 報警觸發(fā)錄像, 動態(tài)感知錄像等多種錄像方式，具有存儲回放等功能。

攝像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

四、應(yīng)用效果

      GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件系統(tǒng)投用以來，性能穩(wěn)定可靠，取得了良好的經(jīng)濟效益。

    1、所有控制全由PLC中A/O模塊執(zhí)行，主控室的GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件可完成PID的參數(shù)設(shè)定、手動/自動的轉(zhuǎn)換，完成各工段參數(shù)的動態(tài)顯示，歷史趨勢存儲，適時趨勢管理，生產(chǎn)運行日報管理和設(shè)備報表的管理。

    2、歷史趨勢畫面功能是記錄和顯示各個參數(shù)的任意時間值，并可根據(jù)需要設(shè)定這些歷史數(shù)據(jù)和趨勢保存時間，極大方便了操作人員對每個參數(shù)在一定的時間所發(fā)生波動的檢查。另外當(dāng)發(fā)生生產(chǎn)事故時，可根據(jù)趨勢查處發(fā)生時間內(nèi)各參數(shù)的值，這樣便于查處事故原因，平時可以觀察參數(shù)的穩(wěn)定性。

    3、圖像實時監(jiān)控報警功能記錄圖像、報警位號、大小及時間，當(dāng)超限、發(fā)生事故等情況時發(fā)生報警，可以用聲音和顏色變化等表示報警提示操作人員，提高了該站運行的安全性。

    4、報表打印是對各個參數(shù)在一天之內(nèi)以一定間隔時間為準的，把這些值以一定格式打印出來，既方便準確又可以對報表進行定時間打印，提高了工作效率。

    5、通過GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件組成計算機控制網(wǎng)絡(luò)，能更好地發(fā)揮各自的優(yōu)點，能夠使系統(tǒng)更加安全、可靠，同時開放性、分布式的網(wǎng)絡(luò)能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。

    6、自動控制技術(shù)的應(yīng)用，大幅度減輕了一線工人勞動強度和現(xiàn)場管理難<